WO2012063833A1 - 穴検査装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hole inspection apparatus for inspecting the dimension of a hole formed in a tube support plate or the like for supporting a heat transfer tube in a steam generator used as a heat exchanger in a nuclear power plant.
- a pressurized water reactor For example, in a pressurized water reactor (PWR), light water is used as a reactor coolant and neutron moderator, and high temperature and high pressure water that does not boil throughout the core is sent to a steam generator. Steam is generated by heat exchange, and the steam is sent to a turbine generator for power generation.
- the heat of the high-temperature and high-pressure primary cooling water is transmitted to the secondary cooling water by the steam generator, and steam is generated by the secondary cooling water.
- primary cooling water flows inside a large number of thin heat transfer tubes, heat is transferred to secondary cooling water flowing outside, and steam is generated, and a turbine is rotated by the steam to generate electric power.
- a tube group outer cylinder is disposed at a predetermined distance from the inner wall surface in a hollow hermetically sealed body portion, and a plurality of inverted U-shaped heat transfer tubes are arranged in the tube group outer cylinder.
- An end portion of each heat transfer tube is supported by the tube plate, and an inlet side water chamber mirror and an outlet side water chamber mirror of the primary cooling water are formed at the lower end portion of the trunk portion.
- an inlet portion of the secondary cooling water is provided in the trunk portion above the outer tube of the tube group, and a steam / water separator and a moisture separator are arranged side by side, above which steam is placed. There is an exit.
- the primary cooling water is supplied from the cooling water pipe to the plurality of heat transfer tubes through the inlet side water chamber mirror, while the secondary cooling water is supplied from the inlet portion into the trunk portion. Then, heat exchange is performed between the primary cooling water (hot water) flowing in the plurality of heat transfer tubes and the secondary cooling water (cold water) circulating in the body, so that the secondary cooling water absorbs heat. Water vapor is generated. Then, moisture is removed from the generated steam by the steam separator, and the steam from which moisture has been removed by the moisture separator is discharged from the steam outlet, while the primary cooling water that has finished heat exchange is discharged from the outlet side water. It is discharged from the mirror.
- a large number of heat transfer tubes provided in the body are supported by a plurality of tube support plates.
- the tube support plate is supported so that the large number of heat transfer tubes do not vibrate by inserting the heat transfer tubes into the formed holes.
- the hole of the tube support plate is formed by cutting with a predetermined processing device, but after that, it is necessary to inspect whether the position of the hole and the inner diameter dimension are appropriate.
- JP 09-318307 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-155794
- This invention solves the subject mentioned above, and aims at providing the hole inspection apparatus which can improve workability
- a hole inspection apparatus includes a moving body that is movably supported in two intersecting directions, and moves in a direction that intersects the moving direction of the moving body with respect to the moving body.
- a measurement head that is freely supported, a measurement head moving device that can move the measurement head relative to the moving body, and a measurement head that is movable relative to the measurement head in the same direction as the movement direction of the measurement head. It is characterized by comprising a plurality of measuring elements and a measuring element holding mechanism which can retract the measuring elements and can hold them in the advanced position advanced.
- the measuring elements are inserted into the holes in the advanced position, or the measuring elements come in contact with the periphery of the hole and retract without being inserted into the holes.
- the measuring element can be moved to the first measurement position inserted into the hole of the member to be inspected by the advancement of the measuring head by the measuring head moving device, It is possible to move to the second measurement position that has come into contact and moved backward.
- the quality of the hole can be determined. It can be determined appropriately.
- the measuring element includes a first measuring element that can be inserted when the hole formed in the member to be inspected is larger than the minimum tolerance, and the hole formed in the member to be inspected from the maximum tolerance. And a second measuring element that cannot be inserted when it is small.
- the first measuring element and the second measuring element are arranged close to each other at a predetermined interval, and a plurality of them are arranged at equal intervals along the moving direction of the moving body. It is a feature.
- a position detector that detects the moving position of the probe relative to the measuring head and a determination device that determines the quality of the hole of the member to be inspected based on the detection result of the position detector are provided. It is characterized by that.
- the moving body moving device that moves the moving body
- the position detector that detects the moving position of the moving body
- the moving body moving device based on the detection result of the position detector.
- a control device for controlling, and the control device moves the moving body by one unit along the arrangement direction of the measuring elements, with a distance corresponding to the number of the measuring elements as one unit;
- the measuring element in the portion moves so as to face a hole formed in an end portion of the member to be inspected.
- the end measuring element faces the hole in the end of the member to be inspected.
- the measuring head is movably supported by the movable body, and a plurality of measuring elements can be retracted and held at the advanced position advanced to the measuring head.
- FIG. 1 is a plan view showing a hole inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a front view illustrating the hole inspection apparatus according to the present embodiment.
- FIG. 3 is a front view showing the inspection head in the hole inspection apparatus of the present embodiment.
- FIG. 4 is a left side view of the inspection head in the hole inspection apparatus.
- FIG. 5 is a front view showing a probe in the inspection head.
- FIG. 6A is a schematic diagram illustrating an inspection method using a first inspector in the hole inspection apparatus according to the present embodiment.
- FIG. 6B is a schematic diagram illustrating an inspection method using a second inspector in the hole inspection apparatus according to the present embodiment.
- FIG. 7 is a schematic diagram showing a method of moving the inspection head by the hole inspection apparatus of this embodiment.
- FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant to which the steam generator of the present embodiment is applied.
- FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating the steam generator of the present embodiment.
- FIG. 1 is a plan view showing a hole inspection apparatus according to one embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a front view showing the hole inspection apparatus of this embodiment
- FIG. 3 is an inspection head in the hole inspection apparatus of this embodiment.
- FIG. 4 is a left side view of the inspection head in the hole inspection apparatus
- FIG. 5 is a front view showing a probe in the inspection head
- FIG. 6 shows an inspection method by the hole inspection apparatus of this embodiment.
- Schematic diagram FIG. 7 is a schematic diagram showing a method of moving the inspection head by the hole inspection apparatus of the present embodiment
- FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant to which the steam generator of the present embodiment is applied
- FIG. are schematic block diagrams showing the steam generator of a present Example.
- the nuclear reactor of this embodiment uses light water as a reactor coolant and neutron moderator, and generates high-temperature and high-pressure water that does not boil over the entire core and sends this high-temperature and high-pressure water to a steam generator to generate steam by heat exchange.
- This is a pressurized water reactor (PWR) that sends this steam to a turbine generator to generate electricity.
- PWR pressurized water reactor
- a pressurized water reactor 12 and a steam generator 13 are stored in a reactor containment vessel 11, and this pressurized water type is stored.
- the reactor 12 and the steam generator 13 are connected via cooling water pipes 14 and 15, a pressurizer 16 is provided in the cooling water pipe 14, and a cooling water pump 15 a is provided in the cooling water pipe 15. .
- light water is used as the moderator and primary cooling water (cooling material), and the primary cooling system is maintained at a high pressure of about 150 to 160 atm by the pressurizer 16 in order to suppress boiling of the primary cooling water in the core. You are in control.
- the pressurized water reactor 12 light water is heated as the primary cooling water by the low-enriched uranium or MOX as the fuel (nuclear fuel), and the high-temperature primary cooling water is cooled with the pressurizer 16 maintained at a predetermined high pressure. It is sent to the steam generator 13 through the water pipe 14. In the steam generator 13, heat exchange is performed between the high-pressure and high-temperature primary cooling water and the secondary cooling water, and the cooled primary cooling water is returned to the pressurized water reactor 12 through the cooling water pipe 15.
- the steam generator 13 is connected to a steam turbine 17 via a cooling water pipe 18, and the steam turbine 17 includes a high pressure turbine 19 and a low pressure turbine 20, and a generator 21 is connected thereto. Further, a moisture separation heater 22 is provided between the high pressure turbine 19 and the low pressure turbine 20, and a cooling water branch pipe 23 branched from the cooling water pipe 18 is connected to the moisture separation heater 22. On the other hand, the high pressure turbine 19 and the moisture separation heater 22 are connected by a low temperature reheat pipe 24, and the moisture separation heater 22 and the low pressure turbine 20 are connected by a high temperature reheat pipe 25.
- the low-pressure turbine 20 of the steam turbine 17 has a condenser 26, and a condenser pipe 26 and a drain pipe 28 for supplying and discharging cooling water (for example, seawater) are connected to the condenser 26.
- This intake pipe 27 has a circulating water pump 29, and the other end portion thereof is disposed in the sea together with the drain pipe 28.
- the condenser 26 is connected to a deaerator 31 through a cooling water pipe 30, and a condensate pump 32 and a low-pressure feed water heater 33 are provided in the cooling water pipe 30.
- the deaerator 31 is connected to the steam generator 13 via a cooling water pipe 34, and a water supply pump 35 and a high-pressure feed water heater 36 are provided in the cooling water pipe 34.
- the steam generated by performing heat exchange with the high-pressure and high-temperature primary cooling water in the steam generator 13 is sent to the steam turbine 17 (from the high-pressure turbine 19 to the low-pressure turbine 20) through the cooling water pipe 18, and this steam is generated. Then, the steam turbine 17 is driven to generate power by the generator 21. At this time, the steam from the steam generator 13 drives the high pressure turbine 19, and then the moisture contained in the steam is removed and heated by the moisture separator / heater 22, and then the low pressure turbine 20 is driven.
- the steam that has driven the steam turbine 17 is cooled with seawater in the condenser 26 to become condensed water, and is heated by the low-pressure steam extracted from, for example, the low-pressure turbine 20 in the low-pressure feed water heater 33 and deaerated. After impurities such as dissolved oxygen and uncondensed gas (ammonia gas) are removed by the vessel 31, the high pressure feed water heater 36 is heated by, for example, high pressure steam extracted from the high pressure turbine 19, and then the steam generator 13. Returned.
- the body portion 41 has a sealed hollow cylindrical shape, and the lower portion has a slightly smaller diameter with respect to the upper portion. ing.
- the body portion 41 is configured by joining an upper body 42 and a lower body 43 by welding.
- a tube group outer cylinder 44 having a cylindrical shape with a predetermined distance from the inner wall surface of the lower barrel 43 is disposed in the lower barrel 43 of the trunk portion 41, and a lower end portion extends to the vicinity of the tube plate 45. Yes.
- a plurality of tube support plates 46 are disposed in correspondence with a predetermined height position, and are supported by a plurality of stay rods 47 extending upward from the tube plate 45. ing.
- the tube group outer tube 44 is provided therein with a heat transfer tube group 49 including a plurality of heat transfer tubes 48 having an inverted U shape, and an end portion of each heat transfer tube 48 is expanded to the tube plate 45.
- the intermediate portion is supported by a plurality of tube support plates 46.
- the tube support plate 46 has a large number of through holes (not shown), and each heat transfer tube 48 is inserted into and supported by the through holes.
- the lower body 43 has a water chamber mirror 50 fixed to the lower end thereof, and is divided into an entrance chamber 52 and an exit chamber 53 by a partition wall 51, and an inlet nozzle 54 and an outlet nozzle 55 are formed.
- One end portion of the first chamber communicates with the entrance chamber 52, and the other end portion communicates with the exit chamber 53.
- the inlet nozzle 54 is connected to the cooling water pipe 14 described above, while the outlet nozzle 55 is connected to the cooling water pipe 15.
- the upper body 42 is provided with an air / water separator 56 that separates the feed water into steam and hot water, and a moisture separator 57 that removes the moisture of the separated steam and makes it close to dry steam. It has been.
- the upper body 42 is provided with a water supply pipe 58 for supplying secondary cooling water into the body 41 between the heat transfer tube group 49 and the steam separator 56, while a steam outlet is provided on the ceiling. 59 is formed. Then, the body 41 circulates the secondary cooling water supplied from the water supply pipe 58 into the body 41 between the body 41 and the tube group outer tube 44 and circulates upward in the tube plate 45.
- the cooling water pipe 34 is connected to the water supply pipe 58, while the cooling water pipe 18 is connected to the steam outlet 59.
- the primary cooling water heated in the pressurized water reactor 12 is sent to the entrance chamber 52 of the steam generator 13 through the coolant pipe 14, circulates through the numerous heat transfer tubes 48, and reaches the exit chamber 53.
- the secondary cooling water cooled by the condenser 19 is sent to the water supply pipe 58 of the steam generator 13 through the cooling water pipe 21 and flows through the heat transfer pipe 48 through the water supply path 60 in the trunk portion 41.
- Exchange heat with water primary cooling water. That is, heat is exchanged between the high-pressure and high-temperature primary cooling water and the secondary cooling water in the trunk portion 41, and the cooled primary cooling water passes from the outlet chamber 53 through the cooling water pipe 15 to the pressurized water reactor 12.
- the secondary cooling water subjected to heat exchange with the high-pressure and high-temperature primary cooling water rises in the body 41 and is separated into steam and hot water by the steam-water separator 56, and this is separated by the moisture separator 57. After the moisture of the steam is removed, the steam is sent to the steam turbine 17 through the cooling water pipe 18.
- the body portion 41 has a plurality of tube support plates 46 disposed therein at a predetermined interval, and a tube plate 45 provided at the lower portion thereof.
- a plurality of heat transfer tubes 48 that are configured to penetrate through through holes formed in the tube support plates 46 and the tube plates 45 are supported.
- the through hole is not circular, but has a shape having one or more notches around the circle (for example, a three-leaf shape when there are three notches).
- the through holes of the tube support plate 46 need not only fit and support the heat transfer tube 48 but also cause the generated steam to move upward from the tube support plate 46.
- the hole inspection apparatus of the present embodiment inspects a large number of through holes formed in the tube support plate 46. Specifically, the inner diameter of each through hole of the tube support plate 46 falls within a set tolerance. It is to determine whether or not.
- the inner diameter of the through hole described below is the inner diameter of the portion that supports the outer diameter of the heat transfer tube 48 that has passed through.
- a support base 101 having an appropriate size is installed at a predetermined position, and a pair of first left and right firsts are provided on the support base 101.
- a traveling rail 102 is installed.
- the second traveling rail 103 is arranged so as to be spanned between the left and right first traveling rails 102, and each end is supported movably on the first traveling rail 102 via the legs 104.
- the inspection head 105 is suspended and supported by the second traveling rail 103 and is movable.
- the second traveling rail 103 accommodates a driving device (not shown) in each leg 104 and is movable with respect to the first traveling rail 102.
- the pair of left and right first traveling rails 102 are disposed along the X direction
- the second traveling rail 103 is disposed along the Y direction that is orthogonal to (intersects) the horizontal direction with respect to the X direction.
- the inspection head 105 is supported so as to be movable in two intersecting X and Y directions.
- the inspection table 106 is installed on the support table 101 between the left and right first traveling rails 102.
- the inspection table 106 includes four support blocks 107 on which a disk-shaped tube support plate (member to be inspected) 46 can be placed, and two outer peripheral portions of the tube support plate (member to be inspected) 46 that can be locked.
- a locking block 108 is provided.
- a moving block (moving body) 111 having a box shape is disposed below the second traveling rail 103, and a plurality of moving blocks (moving bodies) 111 are arranged on both the left and right sides in the moving direction.
- Support rollers 113 are mounted via brackets 112 having an L shape. Each of the support rollers 113 is fitted to rail portions 103a formed on both sides of the second traveling rail 103, and can freely roll. In FIG. 4, the bracket 112 and the support roller 113 are shown only on one side.
- the moving block 111 is provided with a driving device 115 having a driving motor 114 on the side, and a pinion gear 116 driven and rotated by the driving motor 114 is attached to a rack gear 117 fixed to a side portion of the second traveling rail 103. I'm engaged. Therefore, the moving block 111 can be moved along the longitudinal direction (Y direction) of the second traveling rail 103 by the driving device 115.
- the moving block 111 is provided with a position sensor (position detector) 118 at the top, and the position sensor 118 moves by detecting a detection piece 103b fixed to the bottom of the second traveling rail 103. The movement position of the block 111 is detected, and the control device 119 controls the drive device 115 based on the detection result.
- the moving block 111 two types of air cylinders (measuring head moving devices) 121 and 122 are arranged in the lower direction, and a plurality (four in this embodiment) are arranged in two rows in the moving direction of the moving block 111.
- a base end portion (upper end portion) is fixed to the lower portion of the moving block 111. That is, the first air cylinder 121 is located in the front row (right row in FIG. 4) in FIG. 3 and is provided along the moving direction of the moving block 111.
- the second air cylinder 122 is located in the rear row (left row in FIG. 4) in FIG. 3 and is provided along the moving direction of the moving block 111.
- the air cylinders 121 and 122 are disposed at positions facing each other.
- Each air cylinder 121, 122 has drive rods 123, 124 that can extend downward (expand vertically), and measuring heads 125, 126 are connected to the tip of each drive rod 123, 124. Yes. Therefore, by extending and contracting the drive rods 123 and 124 by the air cylinders 121 and 122, the measurement heads 125 and 126 are moved in the vertical direction, that is, the Z direction intersecting the moving direction (X direction, Y direction) of the moving block 111. It is possible to move to.
- first measuring head 125 a plurality (20 in the present embodiment) of first measuring elements 127 are linearly arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the moving block 111.
- second measuring head 126 a plurality (20 in this embodiment) of second measuring elements 128 are linearly arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the moving block 111.
- the measurement heads 125 and 126 are arranged at positions facing each other.
- Each of the measuring elements 127 and 128 is a sphere gauge having a spherical outer peripheral surface.
- the measuring element main body 131 has a rod shape and is fitted into a support hole 125a formed in the first measuring head 125, and is in the longitudinal direction, that is, the same Z direction as the first measuring head 125. It is possible to move along.
- the probe main body 131 is supported on the distal end side protruding downward from the first measurement head 125 while the locking block 132 is fixed to the base end portion (upper end portion) protruding upward from the first measurement head 125.
- a flange 133 is fixed, and a compression coil spring 134 is interposed between the first measurement head 125 and the support flange 133 around the probe body 131.
- the probe main body 131 has a test body 135 mounted on a spherical support portion 131a at the tip thereof so as to be spherically supported, that is, movable in a three-dimensional direction, and fixed downward by a support flange 133 of the probe main body 131.
- a compression coil spring 137 is interposed between the support flange 136 and the support flange 136.
- the probe holding mechanism of the present invention is configured by the locking block 132, the compression coil spring 134, and the like.
- the first measuring element 127 is urged downward by the urging force of the compression coil spring 134 and is positioned and supported at the advanced position where the locking block 132 is in contact with the upper surface of the first measuring head 125.
- the first measuring element 127 allows the test body 135 to be inserted into the through hole 46a of the pipe support plate 46.
- the first probe 127 can move to the upper retracted position against the urging force of the compression coil spring 134.
- the inspection body 135 is supported on a spherical surface and is urged and supported at a predetermined measurement position by a compression coil spring 137. When the inspection body 135 is inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46, X It can move in the -Y plane to absorb various errors.
- each through hole 46a formed in the tube support plate 46 has a dimensional tolerance set at the time of designing, and the dimensional tolerance has a minimum tolerance and a maximum tolerance set with respect to a prescribed design value. Therefore, in the first probe 127, the outer diameter dimension of the inspection body 135 is larger than the minimum tolerance of the inner diameter of the through hole 46a of the tube support plate 46, that is, larger than the numerical value obtained by subtracting the minimum tolerance from the design value. The dimensions are such that the inner diameter can be inserted.
- the outer diameter of the inspection body 138 is smaller than the maximum tolerance of the inner diameter of the through hole 46a of the tube support plate 46, that is, smaller than the numerical value obtained by adding the maximum tolerance to the design value.
- the dimensions are such that the inner diameter cannot be inserted.
- the inspection body 135 of the first probe 127 can be inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46 and the inspection body 135 of the second probe 128 cannot be inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46, It is determined that the through hole 46a of the support plate 46 is non-defective because it is within the dimensional tolerance with respect to the design value.
- the inspection body 135 of the first probe 127 cannot be inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46, or the inspection body 135 of the second probe 128 can be inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46. If it does, the through hole 46a of the tube support plate 46 is determined as a defective product because it is not within the dimensional tolerance with respect to the design value.
- the first measurement head 125 is provided with two position sensors (position detectors) 142 and 143 that detect the detection flange 141 formed at the upper end portion of the first probe 127.
- the first position sensor 142 detects the detection flange 141 when the first probe 127 is in the forward position
- the second position sensor 143 detects the detection flange 141 when the first probe 127 is in the retracted position.
- the second measurement head 126 is provided with two position sensors (position detectors) 145 and 146 that detect a detection flange 144 formed at the upper end of the second probe 128.
- the first position sensor 145 detects the detection flange 144 when the second probe 128 is in the forward position
- the second position sensor 146 detects the detection flange 144 when the second probe 128 is in the retracted position.
- the control device (determination device) 119 determines pass / fail of the through hole 46a of the tube support plate 46 based on the detection results of the position sensors 142, 143, 145, and 146. More specifically, as shown in FIG. 6A, in the first measurement head 125, the first measurement head 125 is lowered (advanced) by the first air cylinder 121, and the first measurement element 127 is similarly lowered ( When the test body 135 is inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46, the first probe 127 is moved to the first measurement position. In this case, the first position sensor 142 detects the detection flange 141, but the second position sensor 143 does not detect the detection flange 141.
- the control device 119 moves the first measuring element 127 to the first measurement position. Detect that.
- the first probe 127 is moved. It moves backward to the second measurement position.
- the first position sensor 142 does not detect the detection flange 141, but the second position sensor 143 detects the detection flange 141. Therefore, the control device 119 moves the first measuring element 127 to the second measurement position. Detect that.
- the second measurement head 126 is lowered (advanced) by the second air cylinder 122, and the second probe 128 is similarly lowered (advanced).
- the inspection body 138 is inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46, the second probe 128 is moved to the first measurement position.
- the first position sensor 145 detects the detection flange 144, but the second position sensor 146 does not detect the detection flange 144. Therefore, the control device 119 moves the second probe 128 to the first measurement position. Detect that.
- the second probe 128 when the second probe 128 is lowered (advanced) in the same manner and the inspection body 138 cannot be inserted into the through hole 46a of the tube support plate 46, the second probe 128 is moved. It moves backward to the second measurement position. In this case, the first position sensor 145 does not detect the detection flange 144, but the second position sensor 146 detects the detection flange 144. Therefore, the control device 119 moves the second probe 128 to the second measurement position. Detect that.
- the control device 119 detects that the first probe 127 has moved to the first measurement position and detects that the second probe 128 has moved to the second measurement position.
- the control device 119 detects the through hole of the tube support plate 46.
- 46a is determined to be a non-defective product as being within the dimensional tolerance.
- the control device 119 supports the tube. If the through hole 46a of the plate 46 is not within the dimensional tolerance, it is determined as a defective product.
- the tube support plate 46 has a disk shape, and a plurality of through holes 46a are formed on the straight line at predetermined intervals, and a plurality of rows are formed at predetermined intervals.
- the hole inspection apparatus 100 inspects the through holes 46a in a predetermined row. In this case, as shown in FIG. 7, the inspection is first performed from one end side (left side in FIG. 7) to the other end side (right side in FIG. 7) with respect to the row of the plurality of through holes 46a. Go.
- the inspection head 105 of the hole inspection apparatus 100 has one row of through-holes formed in the tube support plate 46 because each measuring head 125 and 126 has 20 measuring elements 127 and 128, respectively.
- the inspection is performed on 20 through holes 46a from one end side (left side in FIG. 7) with respect to 46a. Therefore, in the control device 119, first, the measuring elements 127 and 128 at one end of each of the 20 measuring elements 127 and 128 are at one end in the arrangement direction of the plurality of through holes 46a in a predetermined row.
- the inspection head 105 is moved so as to face the through hole 46a and is positioned at the positions of the measurement heads 125A and 126A.
- control device 119 causes the 20 first first measuring elements 127 to face the respective through holes 46a, and as described above, the first measuring head 125A is lowered to perform the inspection, and then the 20 second The measuring element 128 is made to face each through hole 46a, and as described above, the second measuring head 126A is lowered to perform inspection.
- the distance corresponding to the number of the measuring elements 127 and 128 (20 in this embodiment) along the arrangement direction of the measuring elements 127 and 128 is set as one unit, and control is performed.
- the apparatus 119 moves the inspection head 105 by a distance corresponding to this one unit.
- the probe 127, 128 of each measuring head 125, 126 passes through the through hole 46a that has been inspected, and moves to a position corresponding to the through hole 46a that has not been inspected.
- the inspection is performed in the same manner as described above.
- the control device 119 sets the distance corresponding to the number of the measuring elements 127 and 128 as one unit, and performs the inspection by moving the inspection head 105 by the distance for each unit as needed.
- the number of through holes 46a that are not inspected is six.
- the control device 119 moves the distance corresponding to the number of the measuring elements 127 and 128 as one unit, the measuring elements 127 and 128 move to a position where they do not face the through hole 46a. Therefore, in this case, the control device 119 is arranged so that the measuring elements 127 and 128 at the other end of the 20 measuring elements 127 and 128 face the through hole 46a at the other end in the arrangement direction.
- the inspection head 105 is moved and positioned at the positions of the measurement heads 125C and 126C.
- the inspection head 105 is movably supported along the X direction and the Y direction orthogonal to each other, and the measurement heads 125 and 126 are supported in the X direction with respect to the inspection head 105. And a plurality of first measuring elements 127 and a plurality of second measuring elements 128 arranged side by side on the measuring heads 125 and 126, and supported along the Z direction perpendicular to the Y direction. And can be held in the advanced position.
- the measuring elements 127 and 128 are brought close to the tube support plate 46 together with the measuring heads 125 and 126, the measuring elements 127 and 128 are inserted into the through hole 46a in the advanced position, or the measuring elements 127 and 128 are moved.
- the quality of the through hole 46a can be determined by contacting the periphery of the through hole 46a and retracting without being inserted into the through hole 46a, and the plurality of through holes 46a are simultaneously inspected. It is possible to improve the workability of the inspection work by shortening the inspection time and reducing the burden on the operator.
- the measuring elements 127 and 128 are moved to the first measurement positions inserted into the through holes 46 a of the tube support plate 46 by the advancement of the measurement heads 125 and 126 by the air cylinders 121 and 122.
- the first measuring element 127 that can be inserted when the through hole 46 a formed in the tube support plate 46 is larger than the minimum tolerance, and the through hole formed in the tube support plate 46.
- a second probe 128 that cannot be inserted when 46a is smaller than the maximum tolerance is provided. Accordingly, when the first probe 127 can be inserted into the through hole 46a larger than the minimum tolerance, and when the second probe 128 is not inserted into the through hole 46a smaller than the maximum tolerance, the through hole 46a is set. It can be determined that it is good.
- the first measuring element 127 and the second measuring element 128 are close to each other with a predetermined interval, and a plurality of them are arranged at equal intervals along the moving direction of the moving block 111. Yes. Therefore, by arranging a plurality of first measuring elements 127 and second measuring elements 128 side by side, a plurality of through holes 46a can be inspected at the same time, and the same through holes 46a can be inspected continuously. It is possible to improve inspection work efficiency.
- the position sensors 142, 143, 145, and 146 for detecting the movement positions of the measuring elements 127 and 128 with respect to the measuring heads 125 and 126 and the position sensors 142, 143, 145, and 146 are used.
- a control device 119 is provided for determining the quality of the through hole 46a of the tube support plate 46 based on the detection result. Therefore, by determining the quality of the through hole 46a of the tube support plate 46 based on the movement positions of the measuring elements 127 and 128, it is possible to determine the quality of the appropriate through hole 46a with a simple configuration.
- the control device 119 detects the moving position of the moving block 111 (measuring heads 125 and 126) when the position sensor 118 detects the detection piece 103b of the second traveling rail 103.
- the drive head 115 can be controlled, and the measurement heads 125, 126 are arranged in the number of the measurement elements 127, 128 along the arrangement direction of the measurement elements 127, 128.
- the corresponding distance is set as one unit, and the distance for each unit is moved, and the measuring elements 127 and 128 at the end in the arrangement direction are opposed to the through holes 46 a formed at the end of the tube support plate 46. Has been moved to.
- the measuring elements 127 and 128 at the end portions are the tubes.
- the number and arrangement direction of the measuring heads 125 and 126 and the measuring elements 127 and 128 are not limited to two or twenty, but depending on the arrangement and number of holes to be inspected. Can be set appropriately.
- the hole for inspecting the member to be inspected as the tube support plate 46 is the through hole 46a.
- any hole may be used as long as a large number of holes are formed in a plate material having a predetermined thickness. Can also be applied.
- the hole inspection apparatus is capable of improving the workability of the inspection work by allowing a plurality of measuring elements to be retracted and held at the advanced position advanced to the measuring head. It can be applied to the hole inspection work.
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Abstract
穴検査装置において、直交するX方向及びY方向に沿って検査ヘッド(105)を移動自在に支持し、この検査ヘッド(105)に対して測定ヘッド(125,126)をX方向及びY方向に直交するZ方向に沿って移動自在に支持し、この測定ヘッド(125,126)に複数の第1測定子(127)と複数の第2測定子(128)とを並んで並設し、Z方向に対して後退可能であると共に前進した位置に保持可能とすることで、検査作業の作業性の向上を可能とする。
Description
本発明は、原子力プラントに熱交換器として使用される蒸気発生器にて、伝熱管を支持するために管支持板などに形成された穴の寸法を検査する穴検査装置に関するものである。
例えば、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)では、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。そして、この加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を蒸気発生器により二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させるものである。この蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気によりタービンを回して発電している。
この蒸気発生器において、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもって管群外筒が配設され、この管群外筒内に逆U字形状をなす複数の伝熱管が配設され、各伝熱管の端部が管板に支持され、胴部の下端部に一次冷却水の入口側水室鏡及び出口側水室鏡が形成されている。また、胴部内に、管群外筒の上方に位置して二次冷却水の入口部が設けられると共に、気水分離器と湿分分離器が上下に並んで配設され、その上方に蒸気出口が設けられている。
従って、冷却水配管より入口側水室鏡を通して複数の伝熱管に一次冷却水が供給される一方、入口部からこの胴部内に二次冷却水が供給される。すると、複数の伝熱管内を流れる一次冷却水(熱水)と胴部内を循環する二次冷却水(冷水)との間で熱交換を行われることで、二次冷却水が熱を吸収して水蒸気が生成される。そして、生成された蒸気が気水分離器により水分が除去され、湿分分離器により湿分が除去された蒸気が蒸気出口から排出される一方、熱交換を終了した一次冷却水が出口側水室鏡から排出される。
このような蒸気発生器では、胴部内に設けられた多数の伝熱管は、複数の管支持板により支持されている。この管支持板は、多数形成された穴に伝熱管が挿入されることで、多数の伝熱管が振動しないように支持されている。この場合、管支持板の穴は、所定の加工装置により切削加工がなされて形成されるが、その後、その穴の位置や内径寸法などが適正かどうかを検査する必要がある。
管支持板に形成された穴の内径検査を行う場合、従来、作業者がゲージを用いて検査を行っていたが、1つの管支持板には多数の穴が形成されていることから、作業性が良くないという問題がある。また、上述した特許文献1の内径変位測定装置では、伝熱管内にガイドホルダを挿入し、センサホルダの移動量に応じて内径の変位を測定している。特許文献2の内径非接触測定装置では、測定ヘッドにプローブとして、エアマイクロメータまたは静電圧計を装備し、エアマイクロメータが穴内にエアを吹き出し、このエアの流量に基づいて穴の内径寸法が所定の寸法範囲内であるかどうかを検査している。いずれの場合であっても、多数の穴を検査するには、長時間を有してしまい、作業性が良くないという問題がある。
本発明は、上述した課題を解決するものであり、検査作業の作業性の向上を可能とする穴検査装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明の穴検査装置は、交差する2つの方向に移動自在に支持される移動体と、該移動体に対して該移動体の移動方向に交差する方向に移動自在に支持される測定ヘッドと、前記移動体に対して前記測定ヘッドを移動可能な測定ヘッド移動装置と、前記測定ヘッドに対して該測定ヘッドの移動方向と同じ方向に移動自在に支持される複数の測定子と、該測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能な測定子保持機構と、を備えることを特徴とするものである。
従って、測定ヘッドと共に複数の測定子を被検査部材に接近させると、測定子が前進位置のままで穴に挿入されたり、測定子が穴の周囲に当接してこの穴に挿入されずに後退したりすることで、この穴の良否を判定することができ、しかも、同時に複数の穴の検査を行うことができ、検査時間の短縮や作業者の負担を軽減して検査作業の作業性を向上することができる。
本発明の穴検査装置では、前記測定子は、前記測定ヘッド移動装置により前記測定ヘッドが前進することで被検査部材の穴に挿入した第1測定位置に移動可能であると共に、被検査物に当接して後退した第2測定位置に移動可能であることを特徴としている。
従って、測定子が穴に挿入した第1測定位置と、測定子が穴の周囲に当接してこの穴に挿入されずに後退した第2測定位置とを検出することで、この穴の良否を適正に判定することができる。
本発明の穴検査装置では、前記測定子は、被検査部材に形成された穴が最小公差よりも大きいときに挿入可能な第1測定子と、被検査部材に形成された穴が最大公差よりも小さいときに挿入不能な第2測定子とを有することを特徴としている。
従って、第1測定子が最小公差よりも大きい穴に挿入可能されたとき、且つ、第2測定子が最大公差よりも小さい穴に挿入されないときに、この穴を良好であると判定することができる。
本発明の穴検査装置では、前記第1測定子と前記第2測定子とは、所定の間隔をもって近接され、且つ、それぞれ前記移動体の移動方向に沿って等間隔で複数配列されることを特徴としている。
従って、第1測定子と第2測定子とを並んで複数配列することで、同時に複数の穴の検査を行うことができると共に、連続して同じ穴の検査を行うことができ、検査作業効率を向上することができる。
本発明の穴検査装置では、前記測定ヘッドに対する前記測定子の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて被検査部材の穴の良否を判定する判定装置を設けることを特徴としている。
従って、測定子の移動位置に基づいて被検査部材の穴の良否を判定することで、簡単な構成で適正な穴の良否判定を行うことができる。
本発明の穴検査装置では、前記移動体を移動する移動体移動装置と、該移動体の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて前記移動体移動装置を制御する制御装置を設け、該制御装置は、前記移動体を前記測定子の配列方向に沿って該測定子の数に対応する距離を1単位として1単位ごとに移動すると共に、配列方向の端部にある前記測定子が被検査部材の端部に形成された穴に対向するように移動することを特徴としている。
従って、被検査部材における1列の穴の数が、測定ヘッドに配列された測定子の数と同数または倍数でないとき、端部の測定子が被検査部材の端部の穴に対向するように移動して検査を行うことで、被検査部材における1列の穴の数に拘わらず容易に穴の全数検査を行うことができる。
本発明の穴検査装置によれば、該移動体に測定ヘッドを移動自在に支持し、この測定ヘッドに複数の測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能とするので、複数の測定子により穴検査を効率的に行うことで、検査作業の作業性を向上することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明に穴検査装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施例に係る穴検査装置を表す平面図、図2は、本実施例の穴検査装置を表す正面図、図3は、本実施例の穴検査装置における検査ヘッドを表す正面図、図4は、穴検査装置における検査ヘッドの左側面図、図5は、検査ヘッドにおける測定子を表す正面図、図6は、本実施例の穴検査装置による検査方法を表す概略図、図7は、本実施例の穴検査装置による検査ヘッドの移動方法を表す概略図、図8は、本実施例の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図、図9は、本実施例の蒸気発生器を表す概略構成図である。
本実施例の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。
本実施例の加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図8に示すように、原子炉格納容器11内には、加圧水型原子炉12及び蒸気発生器13が格納されており、この加圧水型原子炉12と蒸気発生器13とは冷却水配管14,15を介して連結されており、冷却水配管14に加圧器16が設けられ、冷却水配管15に冷却水ポンプ15aが設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水(冷却材)として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器16により150~160気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。従って、加圧水型原子炉12にて、燃料(原子燃料)として低濃縮ウランまたはMOXにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器16により所定の高圧に維持した状態で冷却水配管14を通して蒸気発生器13に送られる。この蒸気発生器13では、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管15を通して加圧水型原子炉12に戻される。
蒸気発生器13は、蒸気タービン17と冷却水配管18を介して連結されており、この蒸気タービン17は高圧タービン19及び低圧タービン20を有すると共に、発電機21が接続されている。また、高圧タービン19と低圧タービン20との間には、湿分分離加熱器22が設けられており、冷却水配管18から分岐した冷却水分岐配管23が湿分分離加熱器22に連結される一方、高圧タービン19と湿分分離加熱器22は低温再熱管24により連結され、湿分分離加熱器22と低圧タービン20は高温再熱管25により連結されている。
更に、蒸気タービン17の低圧タービン20は、復水器26を有しており、この復水器26には冷却水(例えば、海水)を給排する取水管27及び排水管28が連結されている。この取水管27は、循環水ポンプ29を有し、排水管28と共に他端部が海中に配置されている。そして、この復水器26は、冷却水配管30を介して脱気器31に連結されており、この冷却水配管30に復水ポンプ32及び低圧給水加熱器33が設けられている。また、脱気器31は、冷却水配管34を介して蒸気発生器13に連結されており、この冷却水配管34には給水ポンプ35及び高圧給水加熱器36が設けられている。
従って、蒸気発生器13にて、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管18を通して蒸気タービン17(高圧タービン19から低圧タービン20)に送られ、この蒸気により蒸気タービン17を駆動して発電機21により発電を行う。このとき、蒸気発生器13からの蒸気は、高圧タービン19を駆動した後、湿分分離加熱器22で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン20を駆動する。そして、蒸気タービン17を駆動した蒸気は、復水器26で海水を用いて冷却されて復水となり、低圧給水加熱器33で、例えば、低圧タービン20から抽気した低圧蒸気により加熱され、脱気器31で溶存酸素や不凝結ガス(アンモニアガス)などの不純物が除去された後、高圧給水加熱器36で、例えば、高圧タービン19から抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器13に戻される。
このように構成された原子力発電プラントに適用される蒸気発生器13において、図9に示すように、胴部41は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部41は、上部胴42と下部胴43とが溶接により接合されて構成されている。この胴部41における下部胴43内には、この下部胴43の内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒44が配設され、下端部が管板45の近傍まで延設されている。
管群外筒44内は、内部に所定の高さ位置に対応して複数の管支持板46が配設されており、管板45から上方に延設された複数のステーロッド47により支持されている。そして、この管群外筒44は、内部に逆U字形状をなす複数の伝熱管48からなる伝熱管群49が配設されており、各伝熱管48の端部は管板45に拡管して支持されると共に、中間部が複数の管支持板46により支持されている。この場合、管支持板46は、多数の貫通穴(図示略)が形成されており、各伝熱管48がこの貫通穴内に挿通して支持されている。
下部胴43は、下端部に水室鏡50が固定されており、内部が隔壁51により入室52及び出室53により区画されると共に、入口ノズル54及び出口ノズル55が形成され、各伝熱管48の一端部が入室52に連通し、他端部が出室53に連通している。なお、この入口ノズル54には上述した冷却水配管14が連結される一方、出口ノズル55には冷却水配管15が連結されている。
上部胴42は、内部に給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器56と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器57が設けられている。また、上部胴42は、伝熱管群49と気水分離器56との間に、胴部41内に二次冷却水の給水を行う給水管58が挿入される一方、天井部には蒸気出口59が形成されている。そして、胴部41は、給水管58からこの胴部41内に給水された二次冷却水を、胴部41と管群外筒44との間を流下して管板45にて上方に循環し、伝熱管群49内を上昇するときに各伝熱管48内を流れる熱水(一次冷却水)との間で熱交換を行う給水路60が設けられている。なお、給水管58には上述した冷却水配管34が連結される一方、蒸気出口59には冷却水配管18が連結されている。
従って、加圧水型原子炉12で加熱された一次冷却水が冷却水配管14を通して蒸気発生器13の入室52に送られ、多数の伝熱管48内を通って循環して出室53に至る。一方、復水器19で冷却された二次冷却水が冷却水配管21を通して蒸気発生器13の給水管58に送られ、胴部41内の給水路60を通って伝熱管48内を流れる熱水(一次冷却水)と熱交換を行う。即ち、胴部41内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室53から冷却水配管15を通して加圧水型原子炉12に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部41内を上昇し、気水分離器56で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器57でこの蒸気の湿分を除去してから、冷却水配管18を通して蒸気タービン17に送られる。
このように構成された蒸気発生器13にて、胴部41は、内部に管支持板46が所定間隔で複数配設されると共に、下部に管板45が設けられており、伝熱管群49を構成する複数の伝熱管48が、各管支持板46及び管板45に形成された貫通穴に貫通して支持されている。この貫通穴は、円形ではなく、円形の周囲に1つ以上の切欠を有する形状(例えば、切欠が3つのときには、三つ葉形状)をなしている。即ち、この管支持板46の貫通穴は、伝熱管48が嵌合してこれを支持するだけでなく、発生した蒸気を管支持板46より上方に移行させる必要がある。
本実施例の穴検査装置は、管支持板46に形成された多数の貫通穴を検査するものであり、具体的には、管支持板46の各貫通穴の内径が設定公差内に入っているかどうかを判定するものである。ここで、貫通穴は、前述したように、円形ではないことから、以下で説明する貫通穴の内径とは、貫通した伝熱管48の外径を支持する箇所の内側の径である。
本実施例にて、図1及び図2に示すように、穴検査装置100において、所定の位置に適正な大きさの支持台101が設置され、この支持台101上に、左右一対の第1走行レール102が設置されている。第2走行レール103は、左右の第1走行レール102に掛け渡されるように配置され、各端部がそれぞれ脚部104を介して第1走行レール102に移動自在に支持されている。そして、検査ヘッド105は、この第2走行レール103に吊り下げ支持されて移動自在となっている。この場合、第2走行レール103は、各脚部104に図示しない駆動装置を収容しており、第1走行レール102に対して移動可能となっている。
この場合、左右一対の第1走行レール102は、X方向に沿って配置され、第2走行レール103は、X方向に対して水平方向に直交(交差)するY方向に沿って配置されており、検査ヘッド105は、交差する2つのX方向、Y方向に移動自在に支持されることとなる。
また、検査台106は、左右の第1走行レール102の間にて、支持台101上に設置されている。この検査台106は、円盤形状をなす管支持板(被検査部材)46を載置可能な4つの支持ブロック107と、管支持板(被検査部材)46の外周部を係止可能な2つの係止ブロック108が設けられている。
検査ヘッド105において、図3乃至図5に示すように、箱型形状をなす移動ブロック(移動体)111は、第2走行レール103の下方に配置され、移動方向における左右の両側に、複数のL字形状をなすブラケット112を介して支持ローラ113がそれぞれ装着されている。この各支持ローラ113は、第2走行レール103の両側に形成されたレール部103aに嵌合し、且つ、転動自在となっている。なお、図4では、ブラケット112及び支持ローラ113を一方側のみ表している。
また、移動ブロック111は、側方に駆動モータ114を有する駆動装置115が装着されており、駆動モータ114により駆動回転するピニオンギア116が第2走行レール103の側部に固定されたラックギア117に噛み合っている。従って、駆動装置115より移動ブロック111が第2走行レール103の長手方向(Y方向)に沿って移動することができる。なお、移動ブロック111は、上部に位置センサ(位置検出器)118が設けられており、この位置センサ118は、第2走行レール103の下部に固定された検出片103bを検出することで、移動ブロック111の移動位置を検出しており、制御装置119は、この検出結果に基づいて駆動装置115を制御している。
移動ブロック111は、下方に2種類のエアシリンダ(測定ヘッド移動装置)121,122が移動ブロック111の移動方向に複数(本実施例では、4個)が2列となって配列されており、基端部(上端部)が移動ブロック111の下部に固定されている。即ち、第1エアシリンダ121は、図3にて前列(図4にて右列)に位置し、移動ブロック111の移動方向に沿って設けられている。一方、第2エアシリンダ122は、図3にて後列(図4にて左列)に位置し、移動ブロック111の移動方向に沿って設けられている。この各エアシリンダ121,122は、それぞれが対向した位置に配置されている。
各エアシリンダ121,122は、下方に向って伸張(上下に伸縮)可能な駆動ロッド123,124を有しており、各駆動ロッド123,124の先端部に測定ヘッド125,126が連結されている。従って、各エアシリンダ121,122により駆動ロッド123,124を伸縮することで、各測定ヘッド125,126を上下方向、つまり、移動ブロック111の移動方向(X方向、Y方向)に交差するZ方向に移動可能となっている。
第1測定ヘッド125は、移動ブロック111の長手方向に沿って複数(本実施例では、20個)の第1測定子127が直線状に等間隔で配列されている。一方、第2測定ヘッド126は、移動ブロック111の長手方向に沿って複数(本実施例では、20個)の第2測定子128が直線状に等間隔で配列されている。各測定ヘッド125,126は、それぞれが対向した位置に配置されている。各測定子127,128は、外周面が球面形状をなす球ゲージである。
そして、第1測定子127において、測定子本体131は、棒状をなし、第1測定ヘッド125に形成された支持孔125aに嵌合し、長手方向、つまり、第1測定ヘッド125と同じZ方向に沿って移動自在となっている。この測定子本体131は、第1測定ヘッド125より上方に突出した基端部(上端部)に係止ブロック132が固定される一方、第1測定ヘッド125より下方に突出した先端部側に支持フランジ133が固定され、測定子本体131の周囲であって第1測定ヘッド125と支持フランジ133との間に圧縮コイルばね134が介装されている。また、測定子本体131は、先端の球面支持部131aに検査体135が球面支持、つまり、三次元方向に移動自在に装着されており、測定子本体131における支持フランジ133により下方に固定された支持フランジ136との間に圧縮コイルばね137が介装されている。
この場合、係止ブロック132や圧縮コイルばね134などにより、本発明の測定子保持機構が構成されている。
従って、第1測定子127は、圧縮コイルばね134の付勢力により下方に付勢され、係止ブロック132が第1測定ヘッド125の上面に当接した前進位置に位置決め支持されている。この第1測定子127は、図6-1に示すように、検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入可能であるが、図6-2に示すように、検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入不能であるときには、第1測定子127が圧縮コイルばね134の付勢力に抗して上方の後退位置に移動可能となっている。また、この検査体135は、球面支持され、且つ、圧縮コイルばね137により所定の測定位置に付勢支持されており、この検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入するとき、X-Y平面内で移動して各種の誤差を吸収することができる。
一方、第2測定子128は、第1測定子127とほぼ同様の構成となっていることから、詳細な説明は省略する。ただし、第1測定子127と第2測定子128は、検査体135,138の外径寸法が相違している。即ち、管支持板46に形成された各貫通穴46aは、設計時に寸法公差が設定されており、この寸法公差は、規定の設計値に対して最小公差と最大公差が設定されている。そのため、第1測定子127にて、検査体135の外径寸法は、管支持板46の貫通穴46aの内径が最小公差よりも大きい、つまり、設計値から最小公差を減算した数値よりも大きい内径のときに挿入可能な寸法となっている。一方、第2測定子128にて、検査体138の外径寸法は、管支持板46の貫通穴46aの内径が最大公差よりも小さい、つまり、設計値から最大公差を加算した数値よりも小さい内径のときに挿入不能な寸法となっている。
つまり、第1測定子127の検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入でき、且つ、第2測定子128の検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入できないと、管支持板46の貫通穴46aが設計値に対する寸法公差内にあるとして良品と判定する。一方、第1測定子127の検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入できなかったり、または、第2測定子128の検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入できてしまったりすると、管支持板46の貫通穴46aが設計値に対する寸法公差内にないとして不良品と判定する。
そのため、第1測定ヘッド125は、第1測定子127の上端部に形成された検出フランジ141を検出する2つの位置センサ(位置検出器)142,143が設けられている。第1位置センサ142は、第1測定子127が前進位置にあるときの検出フランジ141を検出し、第2位置センサ143は、第1測定子127が後退位置にあるときの検出フランジ141を検出する。同様に、第2測定ヘッド126は、第2測定子128の上端部に形成された検出フランジ144を検出する2つの位置センサ(位置検出器)145,146が設けられている。第1位置センサ145は、第2測定子128が前進位置にあるときの検出フランジ144を検出し、第2位置センサ146は、第2測定子128が後退位置にあるときの検出フランジ144を検出する。
従って、制御装置(判定装置)119は、各位置センサ142,143,145,146の検出結果に基づいて管支持板46の貫通穴46aの良否を判定する。具体的に説明すると、図6-1に示すように、第1測定ヘッド125において、第1エアシリンダ121により第1測定ヘッド125が下降(前進)し、第1測定子127も同様に下降(前進)するとき、検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入すると、第1測定子127が第1測定位置に移動することとなる。この場合、第1位置センサ142は検出フランジ141を検出するが、第2位置センサ143は検出フランジ141を検出しないことから、制御装置119は、第1測定子127が第1測定位置に移動したことを検出する。一方、図6-2に示すように、同様にして、第1測定子127が下降(前進)し、検査体135が管支持板46の貫通穴46aに挿入できないと、第1測定子127が後退して第2測定位置に移動することとなる。この場合、第1位置センサ142は検出フランジ141を検出しないが、第2位置センサ143は検出フランジ141を検出することから、制御装置119は、第1測定子127が第2測定位置に移動したことを検出する。
また、図6-1に示すように、第2測定ヘッド126において、第2エアシリンダ122により第2測定ヘッド126が下降(前進)し、第2測定子128も同様に下降(前進)するとき、検査体138が管支持板46の貫通穴46aに挿入すると、第2測定子128が第1測定位置に移動することとなる。この場合、第1位置センサ145は検出フランジ144を検出するが、第2位置センサ146は検出フランジ144を検出しないことから、制御装置119は、第2測定子128が第1測定位置に移動したことを検出する。一方、図6-2に示すように、同様にして、第2測定子128が下降(前進)し、検査体138が管支持板46の貫通穴46aに挿入できないと、第2測定子128が後退して第2測定位置に移動することとなる。この場合、第1位置センサ145は検出フランジ144を検出しないが、第2位置センサ146は検出フランジ144を検出することから、制御装置119は、第2測定子128が第2測定位置に移動したことを検出する。
制御装置119は、第1測定子127が第1測定位置に移動したことを検出し、且つ、第2測定子128が第2測定位置に移動したことを検出すると、管支持板46の貫通穴46aが寸法公差内にあるとして、良品と判定する。一方、制御装置119は、第1測定子127が第2測定位置に移動したことを検出したり、または、第2測定子128が第1測定位置に移動したことを検出したりすると、管支持板46の貫通穴46aが寸法公差内にないとして、不良品と判定する。
ここで、上述した本実施例の穴検査装置100による管支持板46の貫通穴46aの検査方法について説明する。
管支持板46は、円盤形状をなし、複数の貫通穴46aが直線上に所定間隔で形成されていると共に、所定の間隔で複数列形成されている。穴検査装置100は、所定の列の貫通穴46aに対して検査を行う。この場合、図7に示すように、複数の貫通穴46aの列に対して、まず、一端部側(図7にて左側)から他端部側(図7にて右側)に向けて検査を行っていく。
即ち、穴検査装置100の検査ヘッド105は、各測定ヘッド125,126がそれぞれ20個ずつの測定子127,128を有していることから、管支持板46に形成された1列の貫通穴46aに対して、一端部側(図7にて左側)から20個の貫通穴46aに対して検査を行う。そのため、制御装置119は、まず、各20個の測定子127,128のうちの一端部の測定子127,128が、所定の列の複数の貫通穴46aのうちの配列方向の一端部にある貫通穴46aに対向するように、検査ヘッド105を移動して各測定ヘッド125A,126Aの位置に位置させる。このとき、制御装置119は、20個の第1測定子127を各貫通穴46aに対向させ、上述したように、第1測定ヘッド125Aを下降して検査を行った後、20個の第2測定子128を各貫通穴46aに対向させ、上述したように、第2測定ヘッド126Aを下降して検査を行う。
1回目の検査が終了したら、次に、各測定子127,128の配列方向に沿ってこの測定子127,128の数(本実施例では、20個)に対応する距離を1単位とし、制御装置119は、検査ヘッド105をこの1単位に対応する距離だけ移動する。すると、各測定ヘッド125,126の測定子127,128は、検査が終了した貫通穴46aを通過し、検査が終了していない貫通穴46aに対応した位置に移動することとなる。そして、この位置で、前述と同様に、検査を行う。このように制御装置119は、測定子127,128の数に対応する距離を1単位とし、検査ヘッド105をこの1単位ごとの距離だけ随時移動して検査を行う。
そして、最後に、測定ヘッド125B,126Bの位置で貫通穴46aの検査が終了すると、検査していない貫通穴46aの数は、6個となる。この場合、制御装置119が、測定子127,128の数に対応する距離を1単位として移動すると、測定子127,128が貫通穴46aと対向しない位置まで移動してしまう。そのため、この場合、制御装置119は、各20個の測定子127,128のうちの他端部の測定子127,128が、配列方向の他端部にある貫通穴46aに対向するように、検査ヘッド105を移動して各測定ヘッド125C,126Cの位置に位置させる。即ち、一部の測定子127,128が既に検査済の貫通穴46aと対向させることで、一部の測定子127,128が貫通穴46aと対向しない位置まで移動しないようにする。この位置で、前述と同様に、検査を行うと、一部の貫通穴46aに対して2度の検査を行うこととなる。この場合、重複して検査した貫通穴46aの検査結果については、採用しないようにしてもよい。
このようにして所定の列の全ての貫通穴46aに対して検査が終了したら、隣の列の貫通穴46aに対して、前述と同様の検査を行う。
このように本実施例の穴検査装置にあっては、直交するX方向及びY方向に沿って検査ヘッド105を移動自在に支持し、この検査ヘッド105に対して測定ヘッド125,126をX方向及びY方向に直交するZ方向に沿って移動自在に支持し、この測定ヘッド125,126に複数の第1測定子127と複数の第2測定子128を並んで並設し、Z方向に対して後退可能であると共に前進した位置に保持可能としている。
従って、測定ヘッド125,126と共に複数の測定子127,128を管支持板46に接近させると、測定子127,128が前進位置のままで貫通穴46aに挿入されたり、測定子127,128が貫通穴46aの周囲に当接してこの貫通穴46aに挿入されずに後退したりすることで、この貫通穴46aの良否を判定することができ、しかも、同時に複数の貫通穴46aの検査を行うことができ、検査時間の短縮や作業者の負担を軽減して検査作業の作業性を向上することができる。
また、本実施例の穴検査装置では、測定子127,128は、エアシリンダ121,122により測定ヘッド125,126が前進することで管支持板46の貫通穴46aに挿入した第1測定位置に移動可能であると共に、管支持板46に当接して後退した第2測定位置に移動可能としている。従って、測定子127,128が貫通穴46aに挿入した第1測定位置と、測定子127,128が貫通穴46aの周囲に当接してこの貫通穴46aに挿入されずに後退した第2測定位置とを検出することで、この貫通穴46aの良否を適正に判定することができる。
また、本実施例の穴検査装置では、管支持板46に形成された貫通穴46aが最小公差よりも大きいときに挿入可能な第1測定子127と、管支持板46に形成された貫通穴46aが最大公差よりも小さいときに挿入不能な第2測定子128とを設けている。従って、第1測定子127が最小公差よりも大きい貫通穴46aに挿入可能されたとき、且つ、第2測定子128が最大公差よりも小さい貫通穴46aに挿入されないときに、この貫通穴46aを良好であると判定することができる。
また、本実施例の穴検査装置では第1測定子127と第2測定子128とは、所定の間隔をもって近接し、且つ、それぞれ移動ブロック111の移動方向に沿って等間隔で複数配列されている。従って、第1測定子127と第2測定子128とを並んで複数配列することで、同時に複数の貫通穴46aの検査を行うことができると共に、連続して同じ貫通穴46aの検査を行うことができ、検査作業効率を向上することができる。
また、本実施例の穴検査装置では、測定ヘッド125,126に対する測定子127,128の移動位置を検出する位置センサ142,143,145,146と、この位置センサ142,143,145,146の検出結果に基づいて管支持板46の貫通穴46aの良否を判定する制御装置119を設けている。従って、測定子127,128の移動位置に基づいて管支持板46の貫通穴46aの良否を判定することで、簡単な構成で適正な貫通穴46aの良否判定を行うことができる。
また、本実施例の穴検査装置では、制御装置119は、位置センサ118が第2走行レール103の検出片103bを検出することで、移動ブロック111(測定ヘッド125,126)の移動位置を検出して駆動装置115を制御可能であり、検査ヘッド105により貫通穴46aの検査を行うとき、測定ヘッド125,126を測定子127,128の配列方向に沿ってこの測定子127,128の数に対応する距離を1単位として、この1単位ごとの距離を移動すると共に、配列方向の端部にある測定子127,128が管支持板46の端部に形成された貫通穴46aに対向するように移動させている。従って、管支持板46における1列の貫通穴46aの数が、測定ヘッド125,126に配列された測定子127,128の数と同数または倍数でないとき、端部の測定子127,128が管支持板46の端部の貫通穴46aに対向するように移動して検査を行うことで、管支持板46における1列の貫通穴46aの数に拘わらず容易に貫通穴46aの全数検査を行うことができる。
なお、上述した実施例にて、測定ヘッド125,126や測定子127,128の数や配置方向は2個や20個に限定されるものではなく、検査を行う穴の配列や数などに応じて適宜設定すればよいものである。
また、上述した実施例では、被検査部材を管支持板46として検査する穴を貫通孔46aとしたが、所定厚さの板材に多数の穴が形成されたものであればよく、どの分野にも適用することができる。
本発明に係る穴検査装置は、測定ヘッドに複数の測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能とすることで、検査作業の作業性の向上を可能とするものであり、いずれの穴検査作業にも適用することができる。
11 原子炉格納容器
12 加圧水型原子炉
13 蒸気発生器
17 蒸気タービン
19 高圧タービン
20 低圧タービン
21 発電機
41 胴部
45 管板
46 管支持板(被検査部材)
46a 貫通穴(穴)
44 管群外筒
48 伝熱管
49 伝熱管群
100 穴検査装置
102 第1走行レール
103 第2走行レール
105 検査ヘッド
111 移動ブロック(移動体)
115 駆動装置(移動体移動装置)
118 位置センサ(位置検出器)
119 制御装置(判定装置)
121 第1エアシリンダ(測定ヘッド移動装置)
122 第2エアシリンダ(測定ヘッド移動装置)
125 第1測定ヘッド
126 第2測定ヘッド
127 第1測定子
128 第2測定子
135,138 検査体
142,145 第1位置センサ
143,146 第2位置センサ
12 加圧水型原子炉
13 蒸気発生器
17 蒸気タービン
19 高圧タービン
20 低圧タービン
21 発電機
41 胴部
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46 管支持板(被検査部材)
46a 貫通穴(穴)
44 管群外筒
48 伝熱管
49 伝熱管群
100 穴検査装置
102 第1走行レール
103 第2走行レール
105 検査ヘッド
111 移動ブロック(移動体)
115 駆動装置(移動体移動装置)
118 位置センサ(位置検出器)
119 制御装置(判定装置)
121 第1エアシリンダ(測定ヘッド移動装置)
122 第2エアシリンダ(測定ヘッド移動装置)
125 第1測定ヘッド
126 第2測定ヘッド
127 第1測定子
128 第2測定子
135,138 検査体
142,145 第1位置センサ
143,146 第2位置センサ
Claims (6)
- 交差する2つの方向に移動自在に支持される移動体と、
該移動体に対して該移動体の移動方向に交差する方向に移動自在に支持される測定ヘッドと、
前記移動体に対して前記測定ヘッドを移動可能な測定ヘッド移動装置と、
前記測定ヘッドに対して該測定ヘッドの移動方向と同じ方向に移動自在に支持される複数の測定子と、
該測定子を後退可能であると共に前進した前進位置に保持可能な測定子保持機構と、
を備えることを特徴とする穴検査装置。 - 前記測定子は、前記測定ヘッド移動装置により前記測定ヘッドが前進することで被検査部材の穴に挿入した第1測定位置に移動可能であると共に、被検査物に当接して後退した第2測定位置に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の穴検査装置。
- 前記測定子は、被検査部材に形成された穴が最小公差よりも大きいときに挿入可能な第1測定子と、被検査部材に形成された穴が最大公差よりも小さいときに挿入不能な第2測定子とを有することを特徴とする請求項1または2に記載の穴検査装置。
- 前記第1測定子と前記第2測定子とは、所定の間隔をもって近接され、且つ、それぞれ前記移動体の移動方向に沿って等間隔で複数配列されることを特徴とする請求項3に記載の穴検査装置。
- 前記測定ヘッドに対する前記測定子の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて被検査部材の穴の良否を判定する判定装置を設けることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の穴検査装置。
- 前記移動体を移動する移動体移動装置と、該移動体の移動位置を検出する位置検出器と、該位置検出器の検出結果に基づいて前記移動体移動装置を制御する制御装置を設け、該制御装置は、前記移動体を前記測定子の配列方向に沿って該測定子の数に対応する距離を1単位として1単位ごとに移動すると共に、配列方向の端部にある前記測定子が被検査部材の端部に形成された穴に対向するように移動することを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の穴検査装置。
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